La reponse courte est oui. Mais c’est une question compliquée, alors allons plus loin.
La transition vers les véhicules électriques (VE) est nécessaire pour réduire les émissions qui modifient le climat. À mesure que le déploiement augmentera, la demande de matériaux pour batteries de véhicules électriques tels que le lithium, le cobalt et le nickel augmentera également. Ces matériaux sont principalement fournis par deux sources : 1) nouvellement extraites ou 2) récupérées en recyclant des batteries déjà en circulation.
L’utilisation de matériaux recyclés entraîne des impacts environnementaux nettement moindres et se substitue à ceux qui viennent d’être extraits, même si cela nécessite que les matériaux aient déjà été extraits, transformés en batterie, puis retirés de l’utilisation.
La recherche montre qu’il y a suffisamment de réserves explorées ou potentielles pour électrifier le secteur mondial des transports à l’aide de la technologie actuelle si une grande quantité de recyclage de la batterie se produit. Dans ce scénario, la demande mondiale en 2100 représentera environ 55 % des réserves de cobalt et 50 % des réserves de lithium.
Cela contraste fortement avec un avenir sans taux de recyclage élevés.
Si le recyclage n’augmente pas, une pénurie de lithium, de nickel ou de cobalt n’est pas probable, mais on estime que la demande dépasserait ce qui est économiquement accessible à l’extraction. Dans ce scénario, la demande en 2060 est supérieure aux réserves de cobalt et à environ 90 % des réserves de lithium. En d’autres termes, pour que la demande prévue soit satisfaite, l’extraction doit aller au-delà de ce qui est considéré comme économiquement viable. Cette diminution des réserves augmenterait probablement les coûts des matériaux, déclencherait une exploration et un développement accrus et augmenterait potentiellement les réserves.
Les scientifiques qui évaluent la disponibilité des ressources par le biais de l’exploitation minière examinent généralement deux catégories : les ressources totales disponibles et les réserves. Cette distinction est importante car les réserves représentent les ressources globales qui sont économique à extraire, tandis que les ressources totales représentent une estimation de la ressources mondiales finies. Les estimations des réserves sont donc bien inférieures aux ressources totales et fluctuent en fonction de la valeur matérielle, de l’exploration minérale et du développement technologique.
Le recyclage a de nombreux avantages
Le recyclage peut réduire considérablement les nouveaux besoins miniers et constitue une stratégie essentielle pour une électrification durable, sûre et abordable.
En quoi le recyclage est-il plus durable ? Les impacts environnementaux de l’utilisation de contenu recyclé sont bien inférieurs à ceux des matériaux nouvellement extraits. Étant donné que les matériaux récupérés grâce au recyclage étaient déjà dans l’économie, les seuls impacts associés à leur production sont du transport de la batterie au recyclage, au prétraitement et au recyclage. En utilisant des matériaux recyclés au lieu de matériaux nouvellement extraits, la réduction des émissions de gaz à effet de serre qui modifient le climat est d’environ 64 %. Les émissions qui créent du smog et ont un impact sur la santé humaine peuvent également être atténuées ; les oxydes de soufre peuvent être réduits de 89 % et les oxydes d’azote de 78 %.
Les « émissions nettes » représentent les émissions nettes réduites grâce à l’utilisation de matériaux recyclés au lieu de matériaux nouvellement extraits pour fabriquer 1 kg de batterie lithium-ion. Les « émissions de recyclage » représentent les émissions provenant du recyclage à l’aide d’un traitement hydrométallurgique et les « émissions évitées » représentent les émissions totales qui ont été réduites en ne fabriquant pas un kg de batterie à partir de matériaux nouvellement extraits. Les informations pour ce chiffre ont été tirées de Dunn et al. (2022).
Pourquoi le recyclage est-il une stratégie essentielle pour parvenir à une électrification sûre et abordable ? En plus de comparer l’offre et la demande disponibles, de nombreux autres facteurs peuvent entraîner des pénuries de matériaux, tels qu’une capacité de traitement inadéquate et des problèmes géopolitiques de la chaîne d’approvisionnement. Le recyclage peut garantir un approvisionnement local en matériaux et réduire la demande de nouveaux matériaux, autant de facteurs qui peuvent réduire les coûts.
Quelle demande peut être satisfaite avec des matériaux recyclés ?
Les estimations montrent qu’aux États-Unis, une grande partie de la demande future de matériaux pour véhicules électriques peut être satisfaite avec du contenu recyclé. En 2050, les matériaux récupérés peuvent fournir environ 45 à 52 % de cobalt, 40 à 46 % de nickel et 22 à 27 % de la demande de lithium pour les véhicules électriques. À court terme, le contenu recyclé représentera une plus petite quantité de matériaux de batterie – cela augmente à mesure que plus de matériaux sont dans l’économie et que les batteries de VE se retirent.
Le pourcentage de la demande de matériaux pour batteries de véhicules électriques aux États-Unis qui, selon les estimations, peut être satisfaite par des matériaux recyclés. Cela peut également être appelé contenu recyclé. Les informations pour ce chiffre ont été tirées de Dunn et al. (2022).
Étant donné que des matériaux extraits seront nécessaires pour compléter le contenu recyclé, nous devons garantir un approvisionnement éthique et durable. En outre, il est essentiel que la demande matérielle soit réduite en augmentant l’efficacité matérielle des batteries et des véhicules électriques et en s’éloignant de la dépendance à la voiture et en faveur de davantage de transports publics.
Le recyclage est-il rentable ?
Bien que l’économie exacte des installations de recyclage en activité soit inconnue, les plans d’expansion des installations de recyclage, ainsi que les estimations des coûts de recyclage à l’aide de modèles du National Lab, indiquent que le recyclage des batteries lithium-ion est (ou sera bientôt) rentable. Étant donné que le recyclage n’est pas une exigence aux États-Unis, le recyclage actuel se produit en raison de l’économie ou de la recherche et du développement financés.
Les revenus du recyclage sont fortement influencés par les matériaux contenus dans la batterie et leur valeur marchande. Dans une batterie lithium-ion, il y a une anode, l’électrode négative, et une cathode, l’électrode positive. La batterie se charge et se décharge en cyclant les ions lithium entre l’anode et la cathode.
Les matériaux utilisés dans la cathode de la batterie lithium-ion varient. Jusqu’à récemment, la plupart des véhicules électriques populaires contenaient une batterie au cobalt et au nickel, car cela leur permettait d’avoir une longue autonomie dans un format compact. Tesla et Ford sont maintenant en transition vers une chimie sans cobalt pour leurs véhicules électriques bas de gamme, appelée lithium-fer phosphate (LFP). Le nickel et le cobalt sont des matériaux coûteux et ont certains des impacts environnementaux et sociaux associés les plus élevés. Réduire l’utilisation de ces matériaux est globalement bénéfique, mais cela réduit également la valeur de la batterie pour les recycleurs.
Comme le cobalt et le nickel sont réduits dans les batteries (ou complètement éliminés), le recyclage peut toujours être effectué, mais il peut ne pas être rentable avec la technologie de recyclage actuelle. Étant donné que le recyclage n’est pas une exigence et que le recyclage qui se produit est principalement basé sur l’économie positive, il est essentiel qu’une politique soit adoptée pour garantir que toutes les batteries sont recyclées, même s’il n’y a pas de rendements économiques élevés.
Qu’est-ce que cela signifie pour l’approvisionnement à long terme de matériaux pour les batteries lithium-ion ?
Il existe suffisamment de matériaux pour fabriquer des véhicules électriques, mais le recyclage est nécessaire pour les rendre plus durables, éthiques et abordables.
Le passage de l’essence à l’électricité présente une énorme opportunité d’utilisation efficace des ressources. Contrairement à notre système actuel, où nous extrayons continuellement du pétrole et le brûlons dans nos voitures et nos camions, ce qui contribue à la pollution de l’air et au changement climatique, les minéraux que nous utilisons pour construire des véhicules électriques peuvent être capturés et réutilisés pour soutenir la prochaine génération de véhicules propres.
Actuellement, les États-Unis n’exigent pas le recyclage des batteries lithium-ion, mais nous savons que le recyclage est en cours, grâce aux rapports des recycleurs et aux contrats entre les constructeurs automobiles et les recycleurs. Bien qu’il s’agisse d’un bon indicateur, une politique qui exige et soutient le recyclage des batteries de véhicules électriques est toujours nécessaire pour s’assurer qu’autant de batteries sont recyclées que possible, même si cela n’est pas rentable.
À ce jour, la politique de recyclage des batteries de véhicules électriques aux États-Unis consiste en des investissements dans la recherche, le développement et la démonstration du recyclage, comme dans la loi bipartite sur les infrastructures. La Californie, en revanche, explore plus activement les exigences en matière de recyclage. Un groupe de parties prenantes a récemment soumis des recommandations politiques à la législature, y compris l’exigence selon laquelle les constructeurs automobiles sont responsables du recyclage des batteries de véhicules électriques lorsqu’ils sont à la retraite. Un aperçu de leur processus et de leurs conclusions peut être trouvé dans un de mes blogs récents. Nous suivrons de près la prochaine session législative dans l’espoir qu’une bonne politique sera élaborée.
Par Jessica Dunn. Publié à l’origine par l’Union of Concerned Scientists, The Equation.
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